WO1997008355A1 - Tole d'acier laminee a chaud et procede de production - Google Patents

Tole d'acier laminee a chaud et procede de production Download PDF

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WO1997008355A1
WO1997008355A1 PCT/JP1996/002455 JP9602455W WO9708355A1 WO 1997008355 A1 WO1997008355 A1 WO 1997008355A1 JP 9602455 W JP9602455 W JP 9602455W WO 9708355 A1 WO9708355 A1 WO 9708355A1
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less
hot
steel sheet
scale
rolling
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Kazuhiro Seto
Kei Sakata
Osamu Furukimi
Takashi Obara
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Kawasaki Steel Corporation
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    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • C21D8/0226—Hot rolling
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    • B21B1/26—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by hot-rolling, e.g. Steckel hot mill

Definitions

  • the present invention relates to a hot-rolled steel sheet, particularly a steel sheet to be used as hot-rolled or further cold-rolled, and a method for producing the same. Hot rolling with thin scale with surface roughness Ra of 0.8 um or less and average scale thickness of 4 m or less with good pickling efficiency in applications where pickling is used.
  • the present invention relates to a steel sheet and a method for manufacturing the same. Background art
  • a hot-rolled steel sheet is manufactured by hot rolling a piece obtained by a continuous forming method or an ingot forming method.
  • the surface layer of the hot-rolled steel sheet obtained in this way had 5 ju IT! Generated during hot rolling. Thickness of about ⁇ 15 m, FeO - Fe 3 0 4 -Fe 2 0 ing from 3 three layers, so-called secondary scale is generated.
  • a steel containing 0.02 to 2% of Si and 0.02 to 0.2% of Cr is soaked to 1150t and the rolling reduction is 90% or more. It discloses a method of starting rolling at 1000 ° C or less, finishing it at 860 t or less, and winding it at 500 or less.
  • a hot-rolled steel sheet is manufactured by performing hot rolling on a steel type in which a non-separable scale is generated. upon, finish rolling at a collision pressure 2 0 ⁇ 4 0 g / mm 2 per unit spraying area before, and injected into the flow rate from 0.1 to 0.2 high pressure water spray surface of the steel sheet of liters Zmin ⁇ mm 2 And a method for descaling is disclosed.
  • a main object of the present invention is to provide a hot-rolled steel sheet and a method for manufacturing the same, without the above-mentioned problems that the hot-rolled sheet scale has.
  • Another object of the present invention is to propose a method for producing a thin scale hot rolled sheet advantageously by applying ultra-high pressure descaling.
  • Still another object of the present invention is to prevent the workability and pickling efficiency of black scale from being hindered even when the winding temperature is high or when a large amount of Si is contained.
  • An object of the present invention is to propose a hot-rolled steel sheet having an average scale thickness of 4 ⁇ tn or less and a surface roughness (R a) of 0.8; Disclosure of the invention
  • the inventors focused on the conditions of descaling performed mainly prior to finish rolling, and conducted intensive research.As a result, the inventors realized that The present inventors have found that the application of ultra-high pressure descaling that does not have any problem can greatly improve the scale properties of the steel sheet surface, and have completed the present invention. That is,
  • Mn 0.05-2.0 wt%
  • P 0.05 wt% or less
  • Mn 0.05-2.0 wt%
  • P 0.05 wt% or less
  • Mn 0.05-2.0 wt%.
  • P 0.05 wt% or less
  • Figure 1 is a graph showing the relationship between the impact pressure, the amount of water, and the average scale thickness of the hot rolled sheet.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the elapsed time from the end of descaling to the start of finish rolling and the average scale thickness of the hot-rolled sheet.
  • C is an element necessary for ensuring strength. If the amount is less than 0.001 wt%, there is no effect of securing the strength, while if it exceeds 0.20 wt%, CO gas is generated at the interface between the scale and the iron base, and the scale is formed during rolling. Therefore, the content is 0.001 to 0.20% by weight, preferably 0.001 to 0.11%.
  • Si is an element that is useful not only for deoxidation but also for improving strength. If the amount is less than 0.01 wt%, there is no effect.On the other hand, if it exceeds 0.50 wt%, scale flaws such as red scale are likely to occur. Preferably, it is 0.01 to 0.2 wt%.
  • Mn is an element that not only renders dissolved S that causes embrittlement during hot working as MnS harmless, but also has an effect on improving strength. Effective if the amount is less than 0.05 wt% On the other hand, if added in excess of 2.0 wt%, the toughness is reduced. Therefore, the content is 0.05 to 2.0 wt%, preferably 0.05 to: 1.0 wt%.
  • P has an adverse effect on grain boundary embrittlement, so it is desirable to minimize P as much as possible. If the content of P exceeds 0.05 wt%, the adverse effect is likely to occur, so the content is set to 0.05 wt% or less, preferably 0.01 wt% or less. Under the current scouring technology, the cost of steelmaking will significantly increase to reduce the amount to below 0.001 wt% J3 ⁇ 4, so it is economical to set the lower limit to 0.001 wt%.
  • S is an element that significantly deteriorates hot workability and toughness. If the content of S exceeds 0.05 wt%, these adverse effects become large, so the content is set to 0.05 wt% or less, preferably 0.01 wt% or less. Under the current refining technology, steelmaking costs will increase significantly to reduce to below 0.001 wt% J, so it is economical to set the lower limit to 0.001 t%.
  • A1 is an element added as needed as a deoxidizing agent. If the content is less than 0.01 wt% in so 1.A1, there is no effect.
  • the content should be 0.01 to 0.1 wt%. Note that, from the viewpoint of cost performance, the content is preferably set to 0.04 to 0.1 wt%.
  • N can be positively added and used for strengthening, it is an element that makes the steel embrittled when contained in excess of 0.020 wt%. Therefore, 0.02 wt% (added as necessary in the following range. If no strengthening is required, the content is further preferably 0.01 wt% or less. However, reducing steelmaking costs to 0.001 wt% or less would significantly increase steelmaking costs. It is economical to set the lower limit to 0.001 wt%.
  • Both Ti and Nb are elements that form carbonitrides, and are added for the purpose of elongation due to reduction of solid solution C and N, improvement of r value, and increase of strength due to fine carbonitrides.
  • the addition amount exceeds 0.10 wt%, scale cracking occurs and scale flaws are generated. Therefore, the content is set to 0.10 wt% or less.
  • the preferable addition amount is 0.01 to 0.06 wt%.
  • B has the effect of suppressing grain boundary embrittlement that occurs when the total amount of solute C and N is reduced to 0.0005 wt% J3 ⁇ 4 or less, and has the effect of increasing hardenability, and is added as necessary. Element. However, if added in excess of 0.0100 wt%, the steel becomes hard and brittle, so the content should be 0.0100 wt% or less.
  • the preferred addition amount is 0.0005 to
  • Heating of the steel material before hot rolling may be performed as long as complete solution treatment is performed, and it is sufficient if the steel material is heated to three or more points A c.
  • the normal slab heating temperature range is 1050 to 13
  • the rough rolling is terminated at (A r 3 points +100 :) to (A r 3 points +50 C) because the steel surface partially transforms from r to "during the subsequent descaling.
  • the surface is softened and a smooth surface is obtained, and the surface roughness Ra ⁇ 0.8 ⁇ ⁇ can be achieved, that is, the rough rolling end temperature is Ar 3 points + 10
  • the concentration of stress during mild plastic deformation is suppressed, and Excellent adhesion is obtained.
  • ultra-high pressure descaling and finish rolling are performed.
  • the condition of such ultra-high pressure descaling is as shown in Fig. 1, the impact pressure on the steel sheet surface: 25 kgf / cm 2 or more.
  • the liquid density must be at least 0.002 liter / cm 2 , and as shown in Fig. 2, the time required to start finish rolling after descaling must be within 5 seconds.
  • liquid density represents the total liquid (water) input per unit area of the steel sheet in the descaling, and is calculated by the following equation.
  • A Area where the spray collides with the rope (cm 2 )
  • the area A (cm 2 ) where the spray collides with the steel sheet and the time t (sec) that the steel sheet stays under the spray are determined by the steel sheet speed V (cmZs ec), the spray nozzle divergence angle X (degree), and the spray angle. It can be obtained by the following formula from the distance H (cm) from the nozzle to the plate.
  • the liquid density W can be adjusted by the discharge rate Q, the speed v of the steel sheet, the spread angle X of the spray nozzle, and the distance H from the spray nozzle to the steel sheet.
  • the scale thickness of the hot-rolled steel sheet was set to 36 ⁇ 0 by pickling with 20% hydrochloric acid (50) and descaling. From the weight difference before and after pickling, the specific gravity of the scale was 5.2 gm 3 It was calculated as The measurement points of the scale thickness were near the center of the steel strip in the longitudinal direction and 1Z4 in the width direction.
  • the collision pressure p on the steel sheet surface during descaling can be obtained from the following equation based on the discharge pressure P and discharge amount Q of the nozzle, and the distance H between the steel sheet surface and the nozzle. (See “Iron and Steel” 1991 vol.77 No.9 P. 1454, Equation (4))
  • the mechanism by which the ultra-high pressure descaling conditions and the time until the start of finish rolling after descaling affects the final scale thickness is not necessarily clear, but the collision pressure is as high as 25 kgZcm 2. If higher pressure, smoothed surface layer of ⁇ is disappeared, in particular with locally thick scale one Le comes to be inhibited from generating in the recess, water density exceeds 0.002 rate torr Z cm 2 In this case, it is considered that only the extreme surface layer is effectively cooled and the scale formation after descaling is significantly suppressed in about 5 seconds.
  • the surface of the steel sheet at the intermediate stage of hot rolling has a low roughness, which has an effect of suppressing the subsequent growth of the scale in the thickness direction. It is also possible.
  • the collision pressure of the conventional high-pressure descaling is about 1.0 to 4.
  • Q kgf / cm 2 and by employing an ultra-high pressure that is about 10 times that of the conventional high-pressure descaling, the present invention provides Thus, it seems that a unique action and effect that had not been expected was exhibited.
  • the finish rolling following the ultra-high pressure descaling needs to be performed at a rolling reduction temperature of 80% or more, at a rolling end temperature of at least 3 points, and wound up at 700 t or less.
  • the water discharge amount Q during descaling, the plate speed v, the spray nozzle divergence angle X and the distance H from the spray nozzle to the steel plate were 1 liter sec and 40 m / in, respectively. , 40 degrees and 10 cm as the basic conditions, and in order to obtain a predetermined liquid density and collision pressure, the discharge pressure P, the water discharge amount Q, and the steel sheet speed v according to the equations (6) and (7).
  • the distance H from the spray nozzle to the steel plate was changed.
  • the average thickness of the scale was measured in the same manner as described in Figs. 1 and 2, and the average thickness of the steel strip was measured at the position in the width direction 14 near the longitudinal center of each strip.
  • the surface roughness Ra was measured at five points in each of the longitudinal direction and the width direction in accordance with the method specified in JISBO601, and the surface roughness Ra was determined from the weighted average.
  • the pickling time was set to the time until the scale was completely separated with 20% hydrochloric acid (at 50).
  • the material after cold rolling (75% reduction, 0.7 mm thickness) and annealing (continuous annealing at 800: for 60 seconds) was investigated. The results are shown in Table 1.
  • the hot-rolled steel sheets manufactured according to the present invention are all thin scales having an average scale thickness of 4 ⁇ m or less, and have a surface roughness Ra of 0.8 ⁇ m or less, and pickling properties.
  • Ra surface roughness
  • the scale thickness and the surface roughness Ra were investigated in the same manner as in Example 1.
  • Table 2 also shows the results.
  • the pickling time was set to the time until the scale was completely separated with 20% hydrochloric acid (50 t).
  • Each of the slabs composed of the components shown in Table 3 was heated to 1200: and then rough-rolled into a 35 mm sheet bar, followed by descaling, and a finish rolling of 3.5% by applying a 90% reduction.
  • Table 4 summarizes these manufacturing conditions. After the obtained hot-rolled steel sheet was cooled to room temperature, the thickness of the scale, the surface roughness, and the pickling time were measured in the same manner as in Example 1. As is evident from Tables 3 and 4 in which the results are shown in Table 4, all of the hot-rolled steel sheets manufactured according to the present invention have an average scale thickness of 4 or less and a surface roughness Ra of 0.8 ⁇ m or less. And the pickling properties were also good.
  • the hot-rolled steel sheet according to the present invention when used for processing while hot-rolled as it is (black scale), the thickness of the scale is thin, the adhesiveness is good, and the peeling is extremely small. When used after washing, it has an excellent surface quality with good pickling properties.
  • the above-described hot-rolled steel sheet can be produced extremely effectively by applying ultra-high pressure descaling in the hot-rolling step. Therefore, the present invention greatly contributes to improvement in productivity and economic efficiency of various products such as a hot-rolled steel sheet, a cold-rolled steel sheet and a surface-treated steel sheet using the hot-rolled steel sheet as a material.

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Description

明細書 熱延鋼板およびその製造方法 技術分野
本発明は、 熱延鋼板、 とくに熱延のままで、 もしくはさらに冷延されて使 用される鋼板とその製造方法に関するものであって、 黒皮のまま （熱延のま ま） での加工に際してはスケールの剝離が少なく、 一方酸洗して用いる用途 では酸洗効率の良好な、 表面粗度 R aが 0. 8 ； um以下で、 平均スケール厚み 4 m以下の薄スケールを有する熱延鋼板およびその製造方法に関するもの である。 背景技術
一般に熱延鋼板は、 連続鏵造法あるいは造塊法によって得た鐧片を熱間圧 延して製造される。 こうして得られた熱延鋼板の表層には、 熱間圧延中に発 生した、 5 ju IT！〜 15 m程度の厚みの、 FeO — Fe304 -Fe203 の 3層よりな る、 いわゆる 2次スケールが生成している。
熱延鋼板の表面に生成した上記 2次スケールは、 黒皮のまま （熱延鋼板の 表面に黒皮を付けたまま） で成形加工をすると、 その一部が剝離し、 加エラ イ ンを汚染したり、 剝雛したスケールが押し込み疵となって加工後の製品の 表面欠陥を誘発したりする。 そのために従来は、 黒皮のついた熱延鋼板への 加工はごく軽度のものに限つて行われてしヽた。
このようなことから、 かかる熱延鋼板を用いて歪み量の大き 、加工を行う 場合や、 冷延鋼板用の素材とするような場合には、 酸洗工程を通してスケ一 ル除去を図る必要があった。 この場合においても従来技術の下では、 熱間圧 延後の巻取温度を材質上の理由から 550 t:以上の高温にすると、 鋼板エッジ 部のスケールが厚く成長したり、 FeOから Fe304 +Feへの変態が生じてスケ ールが緻密化するなど、 酸洗効率が低下してラインの負荷が非常に大きくな るといった問題があった。
そこで、 スケールが及ぼす上述したような各種の障害を軽減するために、 これまでにもスケールを薄くする努力が幾つか試みられている。
例えば、 特公平 6— 1 0 4 8 5 3号公報では、 Si： 0. 02〜 2 %、 Cr： 0. 02〜0. 2 %を含む鋼を 1150tに均熱後、 圧下率 90%以上の圧延を 1000°C以下 で開始して 860 t以下で終了し、 500 で以下で巻き取る方法が開示されてい る。
また、 熱延途中にスケールを除去する方法として、 例えば、 特開平 4一 2 3 8 6 2 0号公報では、 難剝離性スケールが生成する鋼種に熱間圧延を施し て熱延鋼板を製造するに際し、 仕上圧延前に単位散布面積あたりの衝突圧が 2 0〜4 0 g /mm2 で、 かつ流量が 0. 1 〜0. 2 リッ トル Zmin · mm2 の高圧 水スプレーを鋼板表面に噴射してデスケーリングする方法が開示されている 。
しかしながら、 上記特公平 6— 1 0 4 8 5 3号公報に示された方法は熱間 圧延後の巻取温度を 500 :以下に制限するもので、 材質上の観点から 500 °C を超える巻取温度が必要になるような鋼種には適用できないという問題があ つ o
また、 上記特開平 4一 2 3 8 6 2 0号公報で示された方法では、 スケール の大半が除去されるものの、 多量の Siを舍むような鋼種では地鉄に喰い込む ような構造のスケ一ルを生じて除去しきれず、 これが圧延されて赤スケ一ル と呼ばれるスケール疵を生ずるという問題があった。 また、 この方法を実施 しただけでは、 必ずしも薄いスケールを得るのに十分ではないという問題が あった。
さらに、 これらの従来技術によって製造した鋼板の表面粗度は、 いずれも R aで 1 ~ 3 <um程度のものしか得られず、 黒皮のままで成形加工に供した 場合には十分な成形性 （摺動性） 、 密着性が得られず、 その反面で酸洗を行 つて使用する場合には酸洗性を阻害するという問題を抱えていた。
そこで、 本発明の主たる目的は、 熱延板スケールが抱えている上述した問 題のな 、熱延鋼板およびその製造方法を提供することにある。
この発明の他の目的は、 薄スケール熱延鐧板を、 超高圧デスケーリングを 適用して有利に製造する方法を提案することにある。
本発明のさらに他の目的は、 巻取温度が高い場合でも、 また多量の Siを含 有するような場合であっても、 黒皮ままでの加工性や酸洗効率に支障をきた さないような、 平均スケール厚が 4〃tn以下の薄スケールで表面粗度 （R a ) が 0. 8 ； 以下の熱延鋼板およびその製造方法を提案することにある。 発明の開示
発明者らは、 上記の目的を達成すべく、 主として仕上圧延に先立って行う デスケーリングの条件に着目して、 鋭意研究を重ねた結果、 上記目的実現の ためには、 これまで用いられたことのないような超高圧のデスケ一リングを 適用することによって、 鋼板表面のスケール性状が大きく改善できることを 知見し、 本発明を完成するに至った。 すなわち、
(1) 本発明は、
C ： 0. 001 〜0. 20wt%、 Si： 0. 01〜0. 50wt%
Mn： 0. 05〜2. 0 wt%、 P ： 0. 05wt%以下
S ： 0. 05wt%J¾下、 sol. A1： 0. 01〜0. 10wt%
N ： 0. 020 wt%以下
を含有し、 残部は Fe及び不可避的不純物よりなり、 表面の平均スケール厚み 4 ί ΐη以下、 表面粗度 （R a ) 0. 8 um以下の熱延鋼板である。
(2) 本発明は、 C ： 0· 001 〜0.20wt%、 Si : 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05wt%以下
S ： 0.05wt%_¾下、 sol. Al： 0.01〜0.10wt%
N： 0.020 wt%J^下
を含み、 かつ
Ti： 0.10wt%J¾下、 Nb： 0.10wt%J¾下
の 1種または 2種を含有し、 残部は Pe及び不可避的不純物よりなり、 表面の 平均スケール厚み 4 m以下、 表面粗度 （Ra) 0.8 m以下の熱延鋼板で める
(3) 本発明は、
C ： 0.001 〜0. H Si： 0.01〜0.50 t%
Mn： 0.05〜2.0 wt%. P ： 0.05wt%以下
S : 0.05wt%]¾下、 sol.Al： 0.01〜0.10wt%
N： 0.020 wt%以下
を含み、 かつ
B： 0.0100wt%以下
を含有し、 残部は Pe及び不可避的不純物よりなり、 表面の平均スケール厚み 4 /m以下、 表面粗度 （Ra) 0.8 um以下の熱延鋼板である。
(4) 本発明は、
C ： 0.001 〜0.20wt%、 Si： 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05wt%£l下
S ： 0.05wt%以下、 sol. Al： 0.01〜0.10 t%
N： 0.020 wt%J¾下
を含み、 かつ
Ti： 0.10wt%以下、 Nb： 0.10wt%以下
の 1種または 2種を含有し、 さら B： 0.0100wt%^T
を含有し、 残部は Fe及び不可避的不純物よりなり、 表面の平均スケール厚み 4 um以下、 表面粗度 （R a) 0.8 m以下の熱延鋼板である。
(5) 本発明は、
C ： 0.001 〜0.20wt%、 Si： 0· 01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05wt%£l下
S ： 0.05wt%J¾下、 sol. Al： 0.01~0.10wt%
N： 0.020 %以下
を含有し、 残部は Fe及び不可避的不純物よりなる鋼素材を、 Ac3点以上に加 熱後、 （Ar3点 + 10ϋ V) 〜 （Ar3点 +50°C) の温度範囲で粗圧延を終了し 、 その後、 衝突圧が 2 5 k g f /cm2 以上かつ液量密度が 0.002リッ トル /cm2 以上を満たす条件の超高圧デスケーリングを行い、 引き続き、 圧下 率 8 0 %以上、 圧延終了温度 Ar3点以上の仕上げ圧延を 5秒以内に開始し、 そして 7 0 0 以下で巻き取る熱延鋼板の製造方法である。
(6) そして本発明は、
C ： 0.001 〜0.20wt%、 Si： 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 t%. P ： 0.05wt%]¾下
S ： 0.05wt%£l下、 sol. Al： 0.01〜0.10 t%
N： 0.020 wt%以下
を含み、 かつ
Ti： 0.10wt%¾下、 Nb： 0. 下
B： 0.0100wt%以下
のうちから選ばれる 1種または 2種以上を含有し、 残部は Fe及び不可避的不 純物よりなる鐧素材を、 Ac3点以上に加熱後、 （Ar3点 +100 で） 〜 (Ar3 点 +50で） の温度範囲で粗圧延を終了し、 その後、 衝突圧が 2 5 k g f /c m2 以上かつ液量密度が ϋ. ϋϋ2リッ トル Zcm2 以上を満たす条件の超高圧 デスケーリングを行い、 引き続き、 圧下率 8 0 %以上、 圧延終了温度 A r3点 以上の仕上げ圧延を 5秒以内に開始し、 そして 7 0 以下で巻き取る熱延 鋼板の製造方法である。 図面の簡単な説明
図 1は、 衝突圧、 水量と熱延板の平均スケール厚との関係を示すグラフで あな o
図 2は、 デスケーリング後仕上圧延を開始するまでの経過時間と熱延板の 平均スケール厚との関係を示すグラフである。 発明を実施するための最良の形態
この発明を実施するための好適条件について次に説明する。
(1) 鐧成分について；
C： 0. 001 〜0. 20wt%
Cは、 強度確保のために必要な元素である。 その量が、 0. 001 wt%未満で は強度確保の効果がなく、 一方、 0. 20wt%を超えるとスケールと地鉄の界面 に COガスを発生して圧延途中にスケールの剝雜を生じてスケール疵の原因と なるため、 0. 001 〜0. 20wt%、 好ましくは 0. 001 〜0. 10 1 %とする。
Si： 0. 01〜0. 50wt%
Siは、 脱酸に用いられるほか、 強度の向上にも有用な元素である。 その量 が、 0. 01wt%未満では効果がなく、 一方、 0. 50wt%を超えて添加すると赤ス ケールのようなスケール疵が発生しやすくなるので、 0. 01~0. 5 wt%、 好ま しくは 0. 01〜0. 2 wt%とする。
Μπ： 0. 05-2. 0 t%
Mnは、 熱間加工時の脆化の原因となる固溶 Sを MnS として無害化するほか 、 強度の向上にも効果がある元素である。 その量が、 0. 05wt%未満では効果 がなく、 一方、 2. 0 wt%を超えて添加すると靱性低下を招くので、 0. 05~2. 0 wt%、 好ましくは 0. 05〜： I. 0 wt%とする。
P ： 0. 05wt%以下
Pは、 粒界脆化に悪影響を及ぼすので、 できるかぎり少なくするのが望ま しい元素である。 Pの含有量が、 0. 05wt%を超えるとその悪影響を生じやす くなるので、 0. 05wt%以下、 好ましくは 0. 01wt%£l下とする。 なお、 現状の 精練技術の下では、 0. 001 wt%J¾下に低下させるには製鋼コストが著しく増 犬するので、 その下限量は 0. 001 wt%とするのが経済的である。
S ： 0. G5wt%iil下
Sは、 熱間加工性や靱性を著しく劣化させる元素である。 Sの含有量が 0. 05wt%を超えるとこれらの悪影響が大きくなるので、 0. 05wt%以下、 好まし くは 0. 01wt%以下とする。 なお、 現状の精鍊技術の下では、 0. 001 wt%J¾下 に低下させるには製鋼コストが著しく増大するので、 その下限量は 0. 001 t %とするのが経済的である。
sol. A1： 0. 01〜0. 10wt%
A1は、 脱酸剤として必要に応じて添加される元素である。 その含有量が so 1. A1にして 0. 01wt%に満たないと効果がなく、 一方 0.
Figure imgf000009_0001
てもコス トアップとなるばかりか鋼板を脆化させるので、 0. 01〜0. 1 wt%と する。 なお、 コス トパフォーマンスの覼点からは 0. 04〜0. 1 wt%とするのが 好ましい。
N： 0. 020 wt%以下
Nは、 積極的に添加して強化に利用することも可能であるが、 0. 020 wt% を超えて過多に含有すると鐧板を脆化させる元素である。 したがって、 0. 02 0 wt%£(下の範囲で必要に応じて添加する。 特に強化を必要としない場合に はさらに 0. 01wt%以下とするのが好ましい。 なお、 現状の精鍊技術の下では 、 0. 001 wt%以下に低下させるには製鋼コストが著しく増大するので、 その 下限量は 0. 001 wt%とするのが経済的である。
Ti： 0. 10wt% ^下、 Nb： 0. 10 t%J¾T
Ti, Nbは、 いずれも炭窒化物を形成する元素であり、 固溶 C , N低減によ る伸び、 r値の向上や微細炭窒化物による強度上昇を目的に添加される。 い ずれもその添加量が 0. 10wt%を超えるとスケール剝雜を生じてスケール疵の 発生を招くので、 0. 10wt%以下とする。 なお、 好ましい添加量は 0. 01〜0. 06 wt%である。
B： 0. 0100wt%J¾T
Bは、 固溶 Cと Nの量が総量で 0. 0005wt%J¾下まで低減した場合に生じる 粒界脆化を抑制するほか、 焼入性を高める効果があり、 必要に応じて添加す る元素である。 しかしながら、 0. 0100wt%を超えて添加すると鋼が硬質化し て脆化するので、 0. 0100wt%以下とする。 なお、 好ましい添加量は 0. 0005〜
0. 0030wt%である。
(2) 製造条件について；
a . 熱延前の鋼素材の加熱は完全な溶体化がなされればよく、 A c3点以上に 加熱されればよい。 具体的には、 通常のスラブ加熱温度範囲である 1050〜13
00でが適する。
b . 上記加熱に続いて、 熱間粗圧延、 超高圧水によるデスケーリ ング、 熱間 仕上げ圧延を行う。
以下、 これら工程のうち本発明において、 特に重要な要件についてその限 定理由を含めて説明する。
まず、 粗圧延を （A r3点 +100 :) 〜 （A r3点 +50 C) で終了するのは、 これに引き続くデスケーリ ング時に、 鋼の表面が部分的に rから"へ変態す ることにより、 表面が軟質化して平滑な表面が得られ、 表面粗度 R a≤0. 8 Χ ΙΏが達成可能になるからである。 すなわち、 粗圧延終了温度が A r3点 + 10
0 を超えると表層が τ域の状態でデスケ—リングが施されるので、 強度が 高く Ra ： 0.8 im以下の表面粗度が得られなくなる。 一方、 Ar3点 +50T: より低くなると、 デスケーリング中に《変態が進行し、 むしろ強度が上昇す るため、 同様に所定の粗度が達成できなくなる。
このようにして得られた低表面粗度を有する薄スケール鋼板においては、 酸洗時には極めて短時間のデスケーリ ングが可能になることに加えて、 軽度 の塑性変形時には応力の集中が抑制され、 極めて優れた密着性が得られる。 上記粗圧延の後、 超高圧デスケーリ ングおよび仕上げ圧延を行う。 この場 合に、 平均スケール厚を 4 /im以下に制御するためには、 かかる超高圧デス ケーリングの条件は、 図 1に示すように、 鋼板表面での衝突圧： 2 5 k g f /cm2 以上、 液量密度： 0.002 リッ トル/ cm2 以上とすること、 および 図 2に示すように、 デスケーリング後の仕上圧延を開始するまでの時間を 5 秒以内とすることが必要である。
ここで、 液量密度は、 デスケ一リ ングで鋼板の単位面積当たりに投入され る総液 （水） 量を表し、 下式で求められる。
W = Q · t/k (1)
ただし、 W：液量密度 （リッ トル Z c m2 )
Q：吐出量 （リ ッ トル s e c )
t ：鋼板がスプレー下に滞留する時間 (s e c)
A：スプレーが綱板に衝突する面積 （cm2 )
なお、 スプレーが鋼板に衝突する面積 A (cm2 ) と鋼板がスプレー下に 滞留する時間 t (s e c) は、 鋼板の速度 V (cmZs e c) 、 スプレーノ ズルの広がり角 X (度） およびスプレーノズルから鐧板までの距離 H (cm ) により下式で求められる。
スプレーが鋼板に衝突する面積 A (cm2 ) の形状を半径 rの円形とする と、 Α-π r 2 (2)
t = 2 τ/ν (3)
(2) 、 (3) 式を（1) に代入すると
W= 2 Q/ (ττ r · v) —— (4)
また、 r =H ' t a n (xZ2) (5)
であるから、 （5) 式を（4) 式に代入すると
W= 2 (π · H · t a n (x/2) - v) (6)
すなわち、 液量密度 Wは、 吐出量 Q、 鋼板の速度 v、 スプレーノズルの広が り角 Xおよびスプレーノズルから鋼板までの距離 Hにより調整することがで きる。
これらの結論は、 次の実験により得られたものである。 実験に供した鋼の 組成は、 0.03 t%C-0.01 t%Si-0.12 t%Mn-0.004 wt%P -0.007 wt% S-0.05wt%Al-0.003 wt%Nであった。 また、 スラブ厚さ ： 260mm 、 スラ ブ加熱温度： 1150tであり、 粗圧延は 7パスで、 終了温度： 930 〜970 °C ( Ar3 = 870 V) 、 シー トバ一厚さ 40咖であり、 仕上げ圧延は 7パス、 仕上げ 温度： 875 °C、 仕上げ板厚： 3.5mmで、 巻取温度'は 610 でであった。
また、 熱延鋼板のスケール厚は、 36ΓΜΙ0に打ち抜いた鐧板を 20%塩酸 （50 ) で酸洗して脱スケールして、 酸洗前後の重量差から、 スケールの比重を 5.2 gん m3として算出した。 スケール厚の測定個所は、 各鋼帯の長手方向中 央近傍、 幅方向 1Z4の位置とし、 5個所の測定値を平均して求めた。
なお、 デスケ一リング時の鋼板表面での上記衝突圧 pは、 一般に、 ノズル の吐出圧 Pおよび吐出量 Q、 鋼板表面とノズルとの間の距離 Hから次式によ り求めることができる。 （「鉄と鋼」 1991 vol.77 No.9 P1454 、 (4) 式参 照）
p =5.64PQ/H2 (7)
ただし、 p ：鋼板表面での衝突圧 （MP a) P ：吐出圧 （M P a )
Q：吐出量 （リ ッ トル _ s e c )
H :鋼板表面とノズルとの間の距雜 （c m)
本発明において、 超高圧デスケーリング条件およびデスケーリング後の仕 上圧延を開始するまでの時間が、 最終的なスケール厚に影響するメカニズム は必ずしも明らかではないが、 衝突圧が 2 5 kgZcm2 という超高圧になると 、 表層の囬凸が消滅して平滑化し、 とくに凹部において局所的に厚いスケ一 ルが生成するのを抑制するようになると共に、 水量密度が 0. 002 リツ トル Z cm2 を超えるようになると、 極表層のみが効果的に冷却され約 5秒の間にデ スケーリング後のスケール生成が顕著に抑制されることがその理由であろう と考えられる。 しかも本発明においては、 特に粗圧延条件を規制した結果、 熱延中間段階における鋼板表面が低粗度となり、 このことが、 その後のスケ 一ルの板厚方向への成長を抑制する効果をもたらしたことも考えられる。 因に、 従来の高圧デスケーリ ングの衝突圧は 1. 0〜4. Q kgf/cm2 程度であ り、 その約 1 0倍に当たる超高圧を採用することで、 本発明では、 従来技術 の下では期待されていなかった特有の作用効果を発現したものと思われる。 次に、 上記超高圧デスケーリ ングに引き続いて行う仕上圧延は、 圧下率 8 0 %以上で圧延終了温度 A r 3点以上の条件で行い、 700 t以下で巻き取るこ とが必要である。
なぜなら、 A r3点未満で圧延された場合には、 加工組織が残ったり、 好ま しくない集合組織が形成されたりして材質が劣化するからであり、 仕上圧延 の圧下率が 8 0 %未満では圧延によるスケールの展伸が不十分となって薄ス ケールが達成されないからである。 また、 巻取温度が 700 °Cを超えた場合に は、 特にコイル端部において巻取後のスケール成長が著しくなるほか、 結晶 粒が異常に粗大化して材質が劣化するなどの不具合を生じるからである。 実施例
実施例 1
C ： 0. 0025wt%. Si ： 0. 01wt%、 Mn： 0. 15wt%、 P ： 0. 009 wt%、 S ： 0. 006 wt%、 sol. Al ： 0. 05 t%. N ： 0. 0027wt%を含む鋼スラブを、 1150 に 加熱後、 表 1に示す種々の温度で粗圧延を施し、 35mmのシートバ一とし、 次 いで仕上圧延では 90%の圧下を加え 3. 5劃 とし、 910 °Cで仕上圧延を終了 （ A r3 = 910 : ) した。 巻取温度は 550 °Cであった。 このとき、 デスケ一リン グ条件、 デスケーリング後仕上圧延開始までの時間を、 表 1に示すように変 化させた。 なお、 デスケーリ ング時の水の吐出量 Q、 鐧板の速度 v、 スプレ —ノズルの広がり角 Xおよびスプレーノズルから鋼板までの距離 Hは、 それ ぞれ 1 リ ッ トル s e c、 4 0 m/ i n、 4 0度、 1 0 c mを基本条件と し、 所定の液量密度と衝突圧を得るために （6) (7)式に従い、 適宜吐出圧力 P , 水の吐出量 Q、 鋼板の速度 v、 スプレーノズルから鋼板までの距離 Hを 変更した。
得られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、 スケールの平均厚みを図 1、 図 2で述べたと同様な方法で測定するとともに、 各鋼帯の長手方向中央近傍の 幅方向 1 4の位置において、 長手方向および幅方向に各 5箇所づっ、 表面 粗度 R aを J I S B O 6 0 1に規定された方法に従い測定し、 その加重平 均から表面粗度 R aを求めた。 また、 酸洗時間は、 20%塩酸 （50で） でスケ —ルが完全に剝離するまでの時間とした。 また、 これを冷間圧延 （圧下率 75 %、 0. 7mm厚さ） ·焼鈍 （800 ：、 60秒の連続焼鈍） した後の材質を調査し た。 これらの結果を併せて表 1に示す。
表 1から明らかなように、 本発明によって製造した熱延鋼板は、 いずれも 平均スケール厚 4 ;u m以下の薄スケールで、 表面粗度 R aも 0. 8 μ m以下と なり、 酸洗性が良好であるのみならず冷延後の材質も良好であった。 (表 1) 粗圧延 デスケーリング条件 仕上げ圧延 表面粗度 スケールの性状 冷延鐧板の機械的性質
終了 開始までの Ra 腩 考 温度 吐出圧力 衝突圧 水量密度 時間 スケール厚さ 酸洗時間 YS TS 伸 び 平均 r値 (t) (kgf/cm2) (kgf/cm2) (リ 9トル/ cm2) (秒） (Aim) (jum) (秒） (kgf/mm2) (k f/mm2)
980 550 29.5 0.0024 2.3 0.62 3.5 35 16.3 30.7 49.1 1.78 発明例
995 620 33.3 0.0024 3.7 0.71 3.1 30 17.1 30.5 48.7 1· 75 発明例
965 600 39 2 n 0()24 4.8 0.53 2 « 27 17 0 48 fi 1 71 発明例
940 500 26.8 0.0024 4.8 0.87 4.8 51 16.5 30.6 48.8 1.80 比較例
1020 530 28.4 0.0024 5.0 1.03 5.0 63 16.7 30.5 49.5 1.83 比較例
963 465 24.9 0.0025 4.2 1.25 7.3 108 16.5 30.4 48.9 1.75 比較例
985 590 31.7 0.0018 2.9 0.91 5.5 72 17.0 30.3 48.8 1.78 比較例
970 620 33.3 0.0020 3.3 0.78 3.5 45 16.8 31.0 49.5 1.78 発明例
970 600 32.2 0.0023 5.3 0.75 6.9 103 17.2 30.7 49.1 1.81 比較例
実施例 2
C ： 0. 08wt%. Si： 0. 01wt%、 Mn： 0. 51wt%、 P ： 0. Oil wt%、 S : 0. 00 8 wt%、 sol. Al： 0. 04wt%、 N： 0. 004 wt%を含む鋼スラブを 1200°Cに加熱 後、 表 2に示す種々の温度で粗圧延を施し、 35mmのシートバーとし、 次いで 仕上圧延では 92%の圧下を加え 2. 8隱 とし、 875 でで仕上圧延を完了 （A r3 = 850 した。 巻取温度は 610 でであった。 このとき、 デスケ一リング条 件、 デスケーリング後仕上圧延開始までの時間を表 2に示すように変化させ た。
得られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、 スケールの厚み、 表面粗度 R a ( um)を実施例 1と同様にして調査した。 その結果を併せて表 2に示す。 こ こに、 酸洗時間は、 20%塩酸 （50t) でスケールが完全に剝離するまでの時 間とした。
表 2から明らかなように、 本発明によって製造した熱延鋼板は、 いずれも 平均スケール厚 4 i m以下、 表面粗度 R aも 0. 8 ； u m以下となり、 酸洗性も 良好であった。
(表 2) 粗圧延 デスケーリング条件 仕上げ圧延 表面粗度 スケールの性状 熱延綱板の機械的性質
終了 開始までの R a 一 j 備 考 吐出圧力 衝突圧 水量密度 時間 スケール厚さ 酸洗時間 YS TS 伸 び ） (kgf/cnt2) (kgf/cm2) ChWcta2) (秒） ( m) (秒） (kgf/imn2) (Kgf/mm2) (%)
945 550 29.5 0.0024 2.3 0.61 3.5 36 24.7 36.5 47.5 発明例
940 620 33.3 0.0024 3.6 0.72 3.2 31 25.2 37.5 47.1 発明例
925 600 32.2 0.0024 4.9 0.48 2.9 25 26.1 37.3 46.3 発明例
890 500 26.8 0.0024 4.8 0.89 4.8 53 25.7 36.4 45.9 比較例
980 530 28.4 0.0025 5.3 1.11 5.1 64 24.3 37.0 46.3 比較例
945 460 24.7 0.0025 4.3 1.24 7.5 111 25.5 36.9 47.5 比較例
955 590 31.7 0.0017 2.9 0.90 5.4 73 25.6 37.0 47.1 比較例
950 620 33.3 0.0021 3.4 0.78 3.4 45 24.7 38.0 46.9 発明例
930 600 32.2 0.0023 5.5 0.74 6.8 105 26.4 37.7 46.2 比較例
940 680 63.4 0.0028 3.2 0.62 2.7 24 26.5 39.5 47.2 発明例
実施例 3
表 3の成分からなる各鐧スラブを 1200 :に加熱後、 粗圧延を行って 35mmの シートバーとし、 次いでデスケーリ ングを行い、 90%の圧下を加え 3.5闘 と する仕上げ圧延を施した。 これらの各製造条件をまとめて表 4に示す。 得られた熱延鋼板を室温まで冷却した後、 スケールの厚み、 表面粗度およ ぴ酸洗時間を実施例 1と同様にして測定した。 その結果を併せて表 4に示す 表 3および表 4から明らかなように、 本発明によって製造した熱延鋼板は 、 いずれも平均スケール厚 4 以下で、 表面粗度 R aも 0.8 um以下とな り、 酸洗性も良好であった。
(表 3) 成 分 組 成 （wt%)
C Si Mn P S sol Al N Ti Nb B
0.0027 0.46 1.20 0.060 0.006 0.05 0.05
0.0025 0.02 0.16 0.008 0.008 0.05 0.0025 0.06
0.0021 0.02 0.17 0.007 0.009 0.04 0.0031 0.05 0.006
0.0026 0.01 0.12 0.009 0.012 0.06 0.0032 0.04
0.01 0.15 0.008 0.014 0.04 0.0027 0.0021
0.0027 0.01 0.14 0.006 0.008 0.07 0.06 0.0011
0.0021 0.02 0.16 0.008 0.006 0.06 0.0028 0.03 0.0008
0.0019 0.01 0.15 0.008 0.008 0.05 0.0029 0.04 0.008 0.0012 (表 4) デスケーリング条件 仕上げ圧延条件 衣 HI祖 スケールの性状
No 終了温度 開始までの 巻取温度 Ra T 3 備 考 η ¾：.出山比 ΠΠ刀 ~ t
ΙΐΓΛπ: 4 マ')曰
TKMrnS. ΑΓ3 スケ _)1厚さ 酸洗時 ¾] (t) (kgf/cm2) (kgf/cm2) { Wcm2) (秒） ） ） ） (β<Λ) (秒）
1 950 550 27.9 0.0024 4.1 910 880 630 0.62 3.9 46 発明例
2 970 540 27.1 0.0026 4.4 920 900 670 0.74 3.8 35 発明例
3 960 600 30.1 0.0025 4.2 915 905 550 0.75 3.8 34 発明例
4 980 620 31.1 0.0021 4.5 915 905 660 0.78 3.7 36 発明例
5 930 610 30.6 0.0021 3.8 870 860 640 0.66 3.2 30 発明例
6 950 580 29.1 0.0026 3.9 910 890 650 0.72 3.8 35 発明例
7 970 590 29.6 0.0021 4.2 915 900 630 0.70 3.7 32 発明例
8 980 610 30.6 0.0027 3.6 925 910 600 0.63 3.6 33 発明例
産業上の利用可能性
以上説明したように、 本発明にかかる熱延鋼板は、 熱延のまま （黒皮まま ) で加工に供する用途ではスケールの厚みが薄いうえ、 密着性が良好なため 剝離が極めて少なく、 また酸洗して用いる用途では酸洗性が良好であるとい う優れた表面品質を有する。
また、 本発明の製造方法によれば、 熱延工程における超高圧デスケーリ ン グの適用によって上記の熱延鋼板を極めて効果的に製造することができる。 したがって、 本発明は、 熱延鋼板のほか、 熱延鋼板を素材とする冷延鋼板 や表面処理鋼板などの各種製品の、 生産性および経済性の向上に大きく寄与 するものである。

Claims

請求の範画
1. C ： 0.001 〜0.20wt%、 Si： 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05wt%J¾下
S ： 0.05wt%J¾下、 sol. A1： 0.01〜0.10wt%
N： 0.020 wt%以下
を含有し、 残部は Fe及び不可避的不純物よりなる鋼組成であって、 表面に平 均厚みが 4 m以下のスケールを有し、 表面粗度 R aが 0.8 m以下である ことを特徴とする熱延鋼板。
2. C ： 0.001 〜0.20wt%、 Si： 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05wt%£i下
S ： 0.05wt%J¾下、 sol. A1： 0.01〜0· 10 t%
Ν： 0.020 wt%以下
を含み、 かつ
Ti： 0.10wt%以下、 Nb： 0.10wt%£TF
の 1種または 2種を含有し、 残部は Pe及び不可避的不純物よりなる鋼組成で あって、 表面に平均厚みが 4 jum以下のスケールを有し、 表面粗度 R aが 0. 8 um以下であることを特徴とする熱延鋼板。
3. C ： 0.001 ~0.20wt%. Si： 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05wt%Jil下
S ： 0.05wt%以下、 sol. A1 0.01〜0.10wt%
N： 0.020 wt%以下
を含み、 かつ
B： 0.0100wt%£l下
を含有し、 残部は Fe及び不可避的不純物よりなる鋼組成であって、 表面に平 均厚みが 4 im以下のスケールを有し、 表面粗度 R aが 0.8 xm以下である ことを特徴とする熱延鋼板。
4. C ： 0.001 〜0.20wt%、 Si： 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05wt%£l下
S ： 0.05wt%以下、 sol. A1： 0.01〜0.10 t%
N： 0.020 wt%以下
を舍み、 かつ
Ti： 0.10wt%£l下、 Nb： 0.10wt%以下
の 1種または 2種を含有し、 さらに
B： 0.0100wt%J¾下
を含有し、 残部は Fe及び不可避的不純物よりなる鋼組成であって、 表面に平 均厚みが 4 m以下のスケールを有し、 表面粗度 R aが 0.8 um以下である ことを特徴とする熱延鋼板。
5. C ： 0.001 〜0.20wt%、 Si： 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05wt%£l下
S : 0.05wt%J¾下、 sol. Al： 0.01〜0.10wt%
N : 0.020 wt%]¾下
を舍有し、 残部は Fe及び不可避的不純物よりなる鋼素材を、 Ac3点以上に加 熱後 （Ar3点 +10Q t) 〜 （Ar3点 +50t) の温度範囲で粗圧延を終了し、 その後、 衝突圧が 2 5 k g ί Z c m2 以上かつ液量密度が 0.00 リッ トル Z cm2 以上を満たす条件の超高圧デスケーリングを行い、 引き続き、 圧下率 80%以上、 圧延終了温度 3点以上の仕上げ圧延を 5秒以内に開始し、 そ して 7 001：以下で巻き取ることを特徴とする熱延鋼板の製造方法。
6. C： 0.001 〜0.20wt%、 Si： 0.01〜0.50wt%
Mn： 0.05〜2.0 wt%、 P ： 0.05^%以下
S ： 0.05wt%以下、 sol. A1： 0.01〜0.10wt% N： 0.020 wt%_¾下
を含み、 かつ
Ti： 0.10wt%以下、 Nb： 0.10wt%以下
B： 0.0100wt%以下
のうちから選ばれる 1種または 2種以上を含有し、 残部は Fe及び不可避的不 純物よりなる鋼素材を、 点以上に加熱後 （Ar3点 + 100 V) 〜 （Ar3点 + 50°C) の温度範囲で粗圧延を終了し、 その後、 衝突圧が 2 5 k g f /cm 2 以上かつ液量密度が 0.002リッ トル c m2 以上を満たす条件の超高圧デ スケーリングを行い、 引き続き、 圧下率 8 0 %以上、 圧延終了温度 Ar3点以 上の仕上げ圧延を 5秒以内に開始し、 そして 7 0 0で以下で巻き取ることを 特徴とする熱延鋼板の製造方法。
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